宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又(yòu)究(jiū)竟是(shì)什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿(dùn)发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天(tiān)体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的(de)时候，他们(men)就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过引力在摄(shè)动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大(dà)天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系或(huò)者(zhě)是(shì)星(xīng)团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是(shì)一个由数(shù)千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是(shì)获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不(bù)以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除(chú)非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起(qǐ)作用(yòng)，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的(de)恒(héng)星(xīng)运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在(zài)其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测的(de)结果却让人感到不可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中心距离(lí)的(de)增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)几乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测(cè)量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由(yóu)暗物质(zhì)的力量(liàng)进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们(men)通(tōng)过(guò)射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更远距(jù)离的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速(sù)度(dù)，那么产生以上这(zhè)种向心加速(sù)度的原(yuán)因(yīn)很可(kě)能就(jiù)是(shì)存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在(zài)星系当中暗(àn)物质的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯一可以(yǐ)解释这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也(yě)会出现速度(dù)上(shàng)的微小差(chà)异(yì)。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系(xì)不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系(xì)当(dāng)中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须(xū)存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学家们(men)使用最(zuì)先(xiān)进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的(de)附近没(méi)有任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象的(de)除了(le)暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能(néng)就是人类(lèi)对(duì)引力的(de)理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空间(jiān)中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则(zé)是(shì)不同的方式(shì)。对于在星系团之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产(chǎn)生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这(zhè)意(yì)味着我们需要(yào)对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物(wù)质假说理论就此终结(jié)。但是(shì)在(zài)宇宙(zhòu)当中还有关(guān)于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所(suǒ)组成(chéng)，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它们大部分的(de)普通质量都(dōu)在星(xīng)系的气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发(fā)生碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就(jiù)会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的质量(liàng)区(qū)域到底是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变(biàn)。其实(shí)这些(xiē)星(xīng)系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级(jí)巨(jù)大的天体遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候(hòu)，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方法(fǎ)就(jiù)是当星团发(fā)生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的(de)质(zhì)量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两边(biān)形(xíng)成(chéng)了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的(de)引力透镜(jìng)研究(jiū)也被认(rèn)为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经(jīng)过了(le)130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对较冷的区域，但实(shí)际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连通(tōng)域提取和(hé)标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅(fú)度(dù)会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的测量值，我们需(xū)要(yào)的(de)暗物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的(de)5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地(dì)解释了(le)很多不同的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是(shì)宇(yǔ)宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类型的(de)粒(lì)子，它们不参与任何(hé)其他的(de)电(diàn)磁作(zuò)用，只通过(guò)引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如(rú)果(guǒ)能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学(xué)家(jiā)们已经(jīng)提(tí)出(chū)了(le)数十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式(shì)也不(bù)相同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有任何实质性(xìng)的(de)发现，除了一(yī)个地(dì)方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探(tàn)测器(qì)，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称(chēng)观测(cè)到了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现(xiàn)了(le)一(yī)个有趣的(de)事情。探测率会(huì)在(zài)每年的(de)6月份达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月(yuè)降到最(zuì)低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的(de)第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是(shì)为什(shén)么(me)暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年(nián)度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系(xì)进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味(wèi)着(zhe)我们也在(zài)以这样(yàng)的(de)速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个过程(chéng)中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环绕银河(hé)系的方向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物质流最快的时(shí)段。而(ér)在(zài)11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不(bù)影响(xiǎng)这个理(lǐ)论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信号。当然(rán)也(yě)可能有其他的情(qíng)况，造成这种年度(dù)周期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节(jié)与之(zhī)前(qián)的实验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特(tè)征和第(dì)一个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供相应(yīng)的数(shù)据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个关键(jiàn)的用途(tú)就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实验(yàn)室(shì)粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的(de)科(kē)学家丹(dān)琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它们极(jí)有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进(jìn)化的一(yī)个重(zhòng)要因素。申请结尾的恳请语怎么写，特此申请的特是什么意思>

如果这一理论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步的(de)证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会不(bù)会意味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不(bù)孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个(gè)角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物(wù)质到(dào)底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新的动力！

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